Les microglies sont des cellules hématogène mais prennent place dans le système nerveux central (SNC) au cours du développement embryonnaire pour constituer la population résidente des cellules immunitaires. Elles sont les médiateurs crucials du bon développement et de l'entretien des réseaux de neurones dans le SNC. De nombreux aspects de la physiologie microgliale et les mécanismes qui sous-tendent leurs fonctions au cours du développement embryonnaire du cerveau sont encore largement méconnues. Cette thèse de doctorat porte sur la migration des cellules microgliales au cours du développement embryonnaire du cortex et elle débouche sur trois grandes conclusions. (1) Les cellules microgliales embryonnaires in situ sont très dynamiques et adaptent leur phénotype à leur environnement local. (2) La vitesse de migration des microglies ex vivo dépend des intégrines beta1 qui exercent des fonctions à la fois inhibitrices et promotrices sur la migration selon l'âge embryonnaire. (3) Les microglies jouent probablement un rôle dans l'étiologie des troubles du développement neurologique, mais il faudrait que les futures recherches se concentrent sur le dysfonctionnement des microglies plutôt que sur leur activation immunitaire classique. / Microglia are blood-borne cells but take up residence in the central nervous system (CNS) during embryonic development to constitute the resident pool of immune cells. They are crucial mediators of the healthy development and maintenance of neural networks in the CNS. Many aspects of the physiology of microglia and the mechanisms underpinning their tasks during embryonic brain development are still unresolved. This doctoral dissertation focuses on migration of microglial cells during embryonic cortical development. All together, this dissertation brings forwards three major conclusions. (1) In situ embryonic microglia are highly dynamic cells that adapt their phenotype to their local environment. (2) Microglial migration speed ex vivo is dependent on β1 integrins that exert both migration promoting and inhibiting functions which are age-specifically regulated. (3) Microglia likely play a role in the etiology of neurodevelopmental disorders, but further research should focus on microglia dysfunction rather than classical microglial immune activation.

En simulant l’écoulement du sang dans un réseau de capillaires (en l’absence de contrôle biologique), il est possible d’observer la présence d’oscillations de certains paramètres comme le débit volumique, la pression et l’hématocrite (volume des globules rouges par rapport au volume du sang total). Ce comportement semble être en concordance avec certaines expériences in vivo. Malgré cet accord, il faut se demander si les fluctuations observées lors des simulations de l’écoulement sont physiques, numériques ou un artefact de modèles irréalistes puisqu’il existe toujours des différences entre des modélisations et des expériences in vivo. Pour répondre à cette question de façon satisfaisante, nous étudierons et analyserons l’écoulement du sang ainsi que la nature des oscillations observées dans quelques réseaux de capillaires utilisant un modèle convectif et un modèle moyenné pour décrire les équations de conservation de masse des globules rouges. Ces modèles tiennent compte de deux effets rhéologiques importants : l’effet Fåhraeus-Lindqvist décrivant la viscosité apparente dans un vaisseau et l’effet de séparation de phase schématisant la distribution des globules rouges aux points de bifurcation. Pour décrire ce dernier effet, deux lois de séparation de phase (les lois de Pries et al. et de Fenton et al.) seront étudiées et comparées. Dans ce mémoire, nous présenterons une description du problème physiologique (rhéologie du sang). Nous montrerons les modèles mathématiques employés (moyenné et convectif) ainsi que les lois de séparation de phase (Pries et al. et Fenton et al.) accompagnés d’une analyse des schémas numériques implémentés. Pour le modèle moyenné, nous employons le schéma numérique explicite traditionnel d’Euler ainsi qu’un nouveau schéma implicite qui permet de résoudre ce problème d’une manière efficace. Ceci est fait en utilisant une méthode de Newton- Krylov avec gradient conjugué préconditionné et la méthode de GMRES pour les itérations intérieures ainsi qu’une méthode quasi-Newton (la méthode de Broyden). Cette méthode inclura le schéma implicite d’Euler et la méthode des trapèzes. Pour le schéma convectif, la méthode explicite de Kiani et al. sera implémentée ainsi qu’une nouvelle approche implicite. La stabilité des deux modèles sera également explorée. À l’aide de trois différentes topologies, nous comparerons les résultats de ces deux modèles mathématiques ainsi que les lois de séparation de phase afin de déterminer dans quelle mesure les oscillations observées peuvent être attribuables au choix des modèles mathématiques ou au choix des méthodes numériques. / While simulating blood flow in a microvascular network (in the absence of biological control), it is possible to observe the presence of oscillations in certain parameters such as blood flow, nodal pressure and hematocrit (red blood cell concentration in blood). This behaviour seems consistent with certain in vivo experiments. Despite this agreement, one has to wonder if the fluctuations observed in simulations are physical in nature, numerical or an artefact of unrealistic models since there are always differences between modelling and in vivo experiments. To settle this question satisfactorily, we will study and analyze blood flow and the nature of the fluctuations in different microvascular networks using a convective model and a well-mixed model to depict the governing equations for conservation of red blood cell mass. These models take into account two important rheological effects : the Fåhraeus-Lindqvist effect describing the apparent viscosity of blood flow in a vessel and the plasma skimming effect which describes the separation of red blood cells at diverging nodes. To describe the latter effect, we will implement two plasma skimming models (Pries et al. and Fenton et al.). In this thesis, we will present a description of the physiological problem (blood rheology). We will introduce the mathematical models used (well-mixed and convective) as well as the plasma skimming models (Pries et al. and Fenton et al.) accompanied by a detailed analysis of the numerical methods implemented. For the well-mixed model, we use the traditional explicit Euler method as well as a new implicit scheme that allows us to solve the problem in an efficient manner. This is done using a Newton-Krylov method with a preconditioned conjugate gradient and GMRES method for the inner iterations as well as a quasi- Newton method (Broyden’s method). The implicit method will include the vi backward Euler and trapezoidal methods. For the convective model, the explicit method of Kiani et al. will be implemented as well as a new numerical implicit approach. The stability of these numerical schemes will be explored. Using three different topologies, we will compare the results of the two mathematical models as well as the two plasma skimming models and the various numerical methods in order to ascertain to what extent the oscillations that have been observed using the traditional schemes may be attributable to the choice of the mathematical models or the choice of the numerical methods.

Plus de la moitié des enfants survivant à une maladie critique sont anémiques à leur sortie des soins intensifs pédiatriques (SIP). Cette proportion est inquiétante puisqu’il existe une association entre l’anémie et un développement neurocognitif anormal chez le jeune enfant. Les causes d’anémie aux soins intensifs sont multiples. Le volume de sang prélevé à visée diagnostique est un facteur de risque probable mais aussi un facteur de risque qui est potentiellement modifiable. Ce mémoire explore la contribution des prélèvements sanguins à la prévalence d’anémie chez les enfants atteints d’une maladie critique. L’objectif global est d’une part d’évaluer les pratiques cliniques actuelles de prélèvements sanguins et d’autre part d’évaluer les stratégies étudiées dans la littérature pouvant nous permettre de réduire de manière sécuritaire les quantités de sang retirées à ces enfants. On présente deux articles : une étude de cohorte prospective observationnelle des pratiques de prélèvements sanguins dans notre service de soins intensifs pédiatriques ainsi qu’un scoping review de la littérature des interventions visant à réduire les pertes sanguines à visée diagnostique. La 1ère étude souligne le problème d’anémie iatrogène aux soins intensifs pédiatriques. Cette étude démontre que le volume de sang prélevé pour des raisons diagnostiques est significatif et égal à environ 5% du volume de sang circulant total. Nous démontrons également qu’il y a une association entre les prélèvements sanguins et un risque élevé d’anémie à la sortie des soins intensifs. La 2ème étude résume la littérature actuelle des stratégies efficaces destinées à réduire le sang prélevé en volume et fréquence, réduire l’anémie et également les besoins en transfusion. Les systèmes de prélèvement à circuit clos, les tubes de petit volume, et les tests sanguins réalisés au chevet pour répondre à une question clinique, sont tous des interventions prometteuses. La modification des habitudes de prescription de l’équipe médicale semble également essentielle. Ce mémoire nous permettra de mieux comprendre le problème de l’anémie iatrogène chez les enfants admis aux soins intensifs. Il est important de continuer à améliorer notre pratique actuelle et de minimiser le volume de sang prélevé et/ou gaspillé. / More than 50% of pediatric intensive care unit (PICU) survivors are anemic at PICU discharge. This proportion is worrisome because of the known negative association between anemia and neurocognitive development of young children. The etiology of critical care anemia is multifactorial. Diagnostic blood sampling is an iatrogenic contributor to this problem, but it is also a potentially modifiable factor. The overall objective of our project is to explore current clinical practice for diagnostic blood sampling in PICU and to look for solutions to improve patient care. In this thesis, we present two articles: a prospective observational cohort study, conducted in our PICU, and a scoping review of the existing literature on interventions to minimize diagnostic blood loss. The 1st study highlights the existing problem of iatrogenic anemia in PICU. Our study demonstrates that the volume of blood sampled for diagnostic purposes is significant. Nearly 5% of total circulating blood volume is removed from a critical ill child during a PICU stay. This study detected an association between blood sampling volume and a higher risk of anemia at PICU discharge. The 2nd study summarizes current evidence on efficacious strategies to minimize blood sampling volume and frequency, anemia, and transfusion. Closed blood sampling devices, small volume blood collection tubes, point-of-care testing, and medical education, are all promising interventions. This thesis, which includes both articles, helps us to better understand the problem of iatrogenic anemia in critically ill children admitted to the intensive care unit. It is important to continue to improve daily practice and to minimize blood volume sampled and/or wasted.

Une réduction du débit sanguin lors d'activités physiques de haute intensité limite de façon importante l'oxygénation musculaire et a donc un impact majeur sur la performance dans plusieurs disciplines sportives. Bien que la consommation de polyphenols augmente de façon aigiie la vasodilatation artérielle chez des individus sédentaires, on ignore si cette vasodilatation se produit aussi chez les athlètes. La question qui sera développée dans ce mémoire est de savoir si la consommation de polyphenols améliore la vasodilatation médiée par le débit sanguin (FMD) et la performance à l'effort chez des athlètes de haut niveau. Les résultats de cette étude démontrent que la consommation d'une boisson riche en polyphenols améliore de façon aigiie la fonction endothéliale d'athlètes telle que mesurée par la FMD. Bien qu'une formulation riche en polyphenols ne modifie pas la performance lorsque consommée de façon aigiie avant un test maximal sur vélo, elle diminue toutefois la concentration sanguine de lactate suite à l'effort. Elle pourrait donc faciliter la récupération lorsque consommé avant un exercice intense.

L’objectif du vaste projet de recherche dans lequel s’inscrit ce mémoire est de guérir le diabète de type 1 en fabriquant un pancréas bioartificiel vascularisé contenant des cellules bêta (i.e. les cellules sécrétant l’insuline). Ce dispositif permettrait de rendre aux personnes atteintes par le diabète de type 1 la capacité de sécréter par elles-mêmes de l’insuline et de réguler leur glycémie. La vascularisation est actuellement un enjeu de taille dans le domaine du génie tissulaire. La plupart des tissus incorporant des cellules générées par le génie tissulaire sont actuellement fortement limités en épaisseur faute d’être vascularisés adéquatement. Pour les tissus dont l’épaisseur dépasse 400 μm, la vascularisation est nécessaire à la survie de la plupart des cellules qui autrement souffriraient d’hypoxie, les empêchant ainsi d’accomplir leurs fonctions [1]. Ce mémoire présente le développement et la mise en service d’un dispositif d’extrusion tridimensionnelle de sucre vitrifié pour la vascularisation d’un pancréas bioartificiel. Ce dispositif a été développé au laboratoire de recherche sur les procédés d’impression 3D ainsi qu’au bureau de design du département de génie mécanique de l’Université Laval. Grâce à cette technique d’impression 3D novatrice et à la caractérisation du procédé, il est maintenant possible de produire rapidement et avec précision des structures temporaires en sucre vitrifié pour la fabrication de réseaux vasculaires tridimensionnels complexes. Les structures temporaires peuvent, après leur production, être utilisées pour réaliser le moulage rapide de constructions vascularisées avec des matériaux tels que du polydiméthylsiloxane (PDMS) ou des hydrogels chargés de cellules biologiques. De par la nature du matériel utilisé, les moules temporaires peuvent être facilement et rapidement dissous dans une solution aqueuse et laisser place à un réseau de canaux creux sans créer de rejets toxiques, ce qui représente un avantage majeur dans un contexte de bio-ingénierie. / The overall goal of this broad research project, within which this master project took place, is to cure type 1 diabetes. We aim to produce a vascularized bioartificial pancreas that would be made of beta cells embedded in a hydrogel (i.e. insulin secreting cells). This organ would restore to type 1 diabetics the self-capacity to secrete insulin, thus to control in real time their glycaemia. Vascularization is currently a major issue in the field of tissue engineering. Most tissues produced by TE are limited in thickness due to the lack of adequate vasculature. To engineer a tissue thicker than 400 μm, vascularization is mandatory for most of the cells to survive [1]. The lack of adequate vascularization leads to hypoxia and hinders cells to fulfill their functions. This thesis presents the development and the commissioning of a 3D sugar glass extrusion apparatus for the vascularization of a bioartificial pancreas. This apparatus was developed at the “laboratoire de recherche sur les procédés d’impression 3D” and at the “bureau de design” in the mechanical engineering department of Université Laval. With this pioneering 3D printing technology, it is now possible to rapidly and precisely produce temporary sugar glass template that can then be used to produce complex 3D vascular networks. After the printing process, the temporary template is used as a mold for the rapid casting of vascularized constructs made with materials such as polydimethylsiloxane (PDMS) or cellladen hydrogels. Due to the nature of the material used, the temporary lattices can be dissolved in an aqueous medium without releasing any cytotoxic byproducts and in a fast and easy fashion. This feature is a major advantage in the context of bioengineering.

Les travaux présentés dans ce mémoire ont pour but d'examiner les effets d'une supplémentation en huile de poisson (FO) avec ou sans consommation en jus de canneberges (JC) sur la vasodilatation de l'artère brachiale induite par une hyperémie (FMD) provoquée chez l'homme. Pour cela, 86 hommes ont été divisés aléatoirement en 4 groupes: 1) placebo, n=16, 2) 500mL/jour JC, n=23, 3) 2.3g/jour FO, n=22 ~t 4) FO+JC, n=25. La FMD a été mesurée avant et après l'intervention par une échographie de l ' artère brachiale. Les mesures ont été effectuées au repos ainsi que 60 et 90 secondes suivant l'hyperémie. Nous avons observé que la valeur au repos, FMD60 et FMD90 étaient significativement différentes entre le début et la fin uniquement pour le groupe ayant consommé du JC. Toutefois aucune différence significative n'a été observée pour les groupes ayant consommé des FO et FO*JC. Nous avons aussi observé que les changements de FMD60 et FMD90 ainsi que celles avec nitroglycérine sublinguale étaient négativement associés avec le diamètre artériel brachial.

L’objectif de cette étude a été d’évaluer l’effet du remplacement total ou partiel du maïs d’une ration alimentaire standard (MS) sur les performances de croissance, le pH ruminal et les paramètres biochimiques sanguins chez les veaux de grain de race Holstein. Quatre groupes de 80 veaux ont été répartisen32 parcs (10 veaux/parc) et ont été assignés au hasard à quatre rations alimentaires. Les rations alimentaires ont été: la ration standard qui est constituée de maïs et un supplément protéique à 43,6% de protéine brute (MS);une ration réduite de maïs, avec tourteau de canola et de drèche de distillerie de maïs avec soluble (MCD); une ration réduite de maïs, avec supplément protéique à 43,6% de protéine brute et de drèche de distillerie de maïs avec soluble (MSD); et finalement une ration d’orge roulé, de tourteau de canola et de drèche de distillerie de maïs avec soluble (OCD). Les rations alimentaires ont été formulées selon une phase de démarrage P1 (j0 à j54), une de croissance P2 (j55 à j85) et une de finition P3 (j86 à j96). Un groupe additionnel de 5 veaux contrôle (CT), a reçu une ration alimentaire non acidogène à base de fourrage et de concentré. Notons qu’avant le début des traitements alimentaires au j0, sauf CT, les veaux ont reçu une ration d’adaptation contenant du maïs et de l’orge (50-50) et un supplément protéique pendant 20j. Les gains moyens quotidiens (GMQ) ont été similaires aux périodes P1 (0j-j27, j28-j54) et P2 (j55-j85), mais à la période P3 (j86-j96), le GMQ de la ration OCD a été plus grand que ceux dans les autres rations (p<0.001). Le rendement carcasse des veaux abattus au poids vifs d’environ 267 kg, de la ration OCD a été plus petit que ceux des rations MS et MSD (p<0.002). La matière sèche ingérée (MSI) a diminué pour le groupe MSD au j96, comparée à celles des groupes MS et BCD (p<0.001). Cependant, les rations alimentaires n’ont pas eu d’effet sur le poids vif des veaux. Les durées moyennes en dessous du pH ruminal de 5.6 (DpH5.6 en h.j.-1) du j68 au j85 (P2) ont été similaires pour les groupes CT et OCD (p=0.09) et plus petites (p<0.001) que celles des groupes du MS, MCD et MSD. Pendant la phase P3, les DpH5.6 des groupes de MS, MCD et MSD, ont été similaires (p>0.83), mais plus grandes que celle du groupe de OCD (p<0.0001). Les DpH5.6 n’ont pas eu d’effet sur les GMQ. Aux j68 et j96, les rations alimentaires n’ont pas eu d’effet sur la L-lactate (p > 0.05), le pH sanguin (p > 0.001; non significatif après l’ajustement de Bonferroni :NSAB) et le trou anionique (p > 0.009; NSAB). La PCO2 des animaux du groupe MS a été plus grande que celle du groupe CT (p = 0.0003). Au j68, HCO3 - du groupe CT a été plus grande que celle du groupe MCD (p = 0.0008). Les traitements alimentaires n’ont pas d’effets sur la lipopolysaccharide binding protein (LBP) aux j0 et j68. Au j96, la LBP du groupe CT a été plus petite que celle du groupe MS et MCD (p=0.001). Les diètes n’ont pas d’effets significatifs sur les épithéliums et les lamina propria du rumen (p0>0.37), ainsi que sur les abcès du foie (p=0.80). Le remplacement total du maïs par l’orge roulé, la drêche de distillerie de maïs avec soluble et le tourteau de canola amélioré le GMQ en phase de finition, a amélioré le pH du rumen, le rapprochant du pH ruminal physiologique, n’a pas modifié les paramètres biochimiques sanguins qui ont été mesurés et a diminué le rendement carcasse moyen de 1,1%. / The objective of the present study was to evaluate the impact of partial or total replacement of corn in standard diet (MS) on growth performances, ruminal pH, and blood biochemical parameters in grain-fed calves. Four groups of 80 calves housed in 32 pens (10 calves/pen), were randomly assigned to four diets consisting of standard diet with corn and protein supplement (MS); reduced corn, canola meal and dried distiller’s corn grain with soluble diet (MCD); reduced corn, protein supplement and dried distiller’s corn grain with soluble diet (MSD), and rolled barley, canola meal and dried distiller’s corn grain with soluble diet (BCD). All diets were fed for 96 days and formulated according to starting (d0 to d54), growing (d55 to d85) and finishing phases (d86 to d96). Additional group of five calves fed a non-acidogenic control diet (CT) containing 1.4 kg of concentrate and grass hay ad libitum. Dry matter intake (DMI) was depressed in MSD at d96, compared to MS and BCD (p<0.001), however diets had no effects on BW. At d27, d54, and d85 average daily gains (ADGs) were similar, however at d96 they were greater in BCD (p<0.001) than in the other groups. Calves were slaughtered at approximately 267 Kg live weight and carcass yields in BCD were lower than that in MS and MSD (p<0.002). Durations of ruminal pH below 5.6 (DpH5.6) from d68 to d85 (P2) were similar in CT and BCD (p=0.09), and lower (p<0.001) than MS, MCD, and MSD. From d85 to d96 (P3), DpH5.6 in CT was lower (p<0.0001) than BCD. DpH5.6 in MS, MCD, and MSD diets were similar (p>0.83), and greater than that in BCD (p<0.0001). DpH5.6 had no significant effect on ADGs. At d68 and d96, the dietary treatments had no effect on L-lactate (p > 0.05), blood pH (p > 0.001; not significant after Bonferroni adjustement NSBA), and AnGap (p>0.009; NSBA). Dietary treatments had no effects on LBP at d0 and d68. At d96, LBP in CT was smaller than that of MS and MCD (p=0.001). Diets had no significant effects on epithelium and lamina propria (p=0>0.37), and liver abscess (p=0.80). Partial replacement of corn by dried distiller’s corn grain with soluble and/or Canola meal allowed a similar level of growth performances, did not decrease duration of acidic ruminal pH, and did not affect blood biochemical parameters. Total replacement of corn by rolled barley, dried distiller’s corn grain with soluble, and canola meal decreased duration of ruminal pH below 5.6, improved ADG at the finishing phase and did not affect blood biochemical parameters but slightly reduced carcass yield

Contexte : Le récepteur hormone folliculo-stimulante (FSHR) est exprimé par les cellules de l'endothélium vasculaire dans un large éventail de tumeurs humaines primaires. Notre but était d'évaluer l'intérêt de FSHR comme marqueur des vaisseaux sanguins tumoraux associés aux sarcomes, les sous-types moléculaires du cancer du sein et des métastases ainsi que comme biomarqueur prédictif de la réponse au traitement anti-angiogénique. Méthodes : Nous avons utilisé l'immunohistochimie comme technique de révélation. Ceci implique la production d'un anticorps monoclonal hautement spécifique anti-FSHR (produit chez la souris) et l'hybridation in situ pour détecter FSHR dans des échantillons de tissus provenant de patients atteints de sarcomes (308 patients), les sous-types moléculaires du cancer du sein (84 patients), et des métastases (203 patients). Pour évaluer FSHR comme marqueur prédictif du traitement anti-angiogénique du cancer du rein métastatique avec le sunitinib, nous avons utilisé la microscopie confocale à immunofluorescence. Nous avons également co-localiser FSHR avec le facteur von Willebrand, un marqueur des cellules endothéliales vasculaires (50 patients).RésultatsFSHR est exprimé dans les 11 sous-types de patients atteints de sarcomes ont analysés et dans 75% des tumeurs métastatiques examinées, ainsi que dans tous les sous-types moléculaires des cancers du sein. Dans cadre de l'étude du cancer du rein métastatique, le pourcentage de vaisseaux marqués FSHR était en moyenne cinq fois plus élevé pour les patients qui ont répondu au traitement par rapport au groupe stable et presque huit fois plus élevé que dans le groupe non-réponse (57%, 11% et 7 %, respectivement).ConclusionsNos résultats montrent que, en plus des cancers signalés précédemment, FSHR peut être considéré comme marqueur tumoral pour les sarcomes et les métastases. En outre, FSHR peut être utilisé, avec une sensibilité et une spécificité élevée, en tant que biomarqueur prédictif de la réponse au traitement par sunitinib des patients atteints de cancer du rein métastatique. / Background : Follicle Stimulating Hormone receptor (FSHR) is expressed by the vascular endothelium in a wide range of human primary tumors. Our purpose was to further evaluate FSHR as marker of tumor blood vessels associated with sarcomas, breast cancer molecular subtypes, and metastases as well as predictive biomarker of response to antiangiogenic treatment.MethodsWe used immunohistochemistry involving a highly specific mouse monoclonal anti-FSHR antibody and in situ hybridization to detect FSHR in tissue samples from patients with sarcomas (308 patients), breast cancer molecular subtypes (84 patients), and metastases (203 patients). To evaluate FSHR as predictive marker of antiangiogenic treatment of metastatic kidney cancer with sunitinib, we used immunofluorescence confocal microscopy to co-localize FSHR with von Willebrand factor, a marker of vascular endothelial cells (50 patients).ResultsFSHR is expressed in all 11 subtypes of sarcoma patients analysed, in 75% of metastatic tumors examined as well as in all different molecular subtypes of breast cancers. In metastatic kidney cancer patients the percentage of FSHR stained vessels was on average fivefold higher for the patients who responded to the treatment in comparison with the stable group and almost eightfold higher than in the non-responsive group (57%, 11%, and 7%, respectively).ConclusionsOur results suggest that, in addition to the cancers previously reported, FSHR can be considered as tumor marker for sarcomas and metastasis. Moreover, FSHR can be used, with high sensitivity and specificity, as predictive biomarker for the response to sunitinib treatment of patients with metastatic kidney cancer.

Le traumatisme crânien (TC) est la première cause de visite aux urgences pour la population pédiatrique. Indépendamment du niveau de sévérité du TC, les patients pédiatriques souffrent sur le long-terme de troubles cognitifs et émotionnels, cependant les mécanismes moléculaires et cellulaires sous-jacents sont encore peu connus, et il n’existe pas de traitement efficace disponible à ce jour. L’unité neurovasculaire est composée de vaisseaux sanguins, neurones et astrocytes. Les astrocytes sont essentiels à une variété de fonctions physiologiques assurées par cette unité tels que l’homéostasie cérébrale et le couplage neurovasculaire. Suite à une lésion, les astrocytes deviennent « réactifs », et cette « astrocytopatie » peut impacter leur rôle physiologique et empirer les conséquences de la lésion.Nous avons étudié le rôle de l’astrocytopatie dans le TC juvénile et fait l’hypothèse que : (1) les astrocytes réactifs contribuent à la propagation de l’œdème via les jonctions serrées connexines après un TC juvénile modéré ; (2) l’astrocytopatie se développe également après un TC juvénile léger avec des changements calciques qui pourraient contribuer à (3) une altération de la réactivité vasculaire, tout cela impactant sur les conséquences comportementales qui font suite à la lésion.Nous avons montré que :(1) Réduire l’astrocythopatie en sous-régulant la connexine 43 permettait d’améliorer les conséquences comportementales après un TC modéré juvénile, mais n’impactait pas la propagation de l’œdème.(2) Les astrocytes devenaient réactifs et subissaient des changements morphologiques après un TC juvénile léger avec des perturbations dans les signaux purinergiques-calciques liés à des changements dans l’expression du canal aqueux aquaporine 4 (AQP4).(3) Une dysfonction vasculaire majeure s’était développée après le TC juvénile léger avec des changements fonctionnels et morphologiques des vaisseaux intraparenchymaux parallèles aux altérations comportementales et précédant les dommages axonaux après la lésion.Ce travail apporte un nouvel aperçu de la pathophysiologie du TC juvénile et ouvre des possibilités pour développer des thérapies ciblant l’astrocytopatie après une lésion. / Traumatic brain injury (TBI) is the first cause for emergency department visits in the pediatric population. Regardless of the severity of TBI, pediatric patients suffer long-term cognitive and emotional impairments but the underlying cellular and molecular mechanisms are still poorly understood and there are no effective treatments available. The neurovascular unit is composed by blood vessels, neurons and astrocytes. Astrocytes are crucial for various physiological functions of this unit such as brain homeostasis and neurovascular coupling. In injuries astrocytes become “reactive”, and this “astrocytopathy” can impact their physiological roles and worsen the outcome after injury.We investigated astrocytopathy in juvenile TBI and hypothesized that: (1) reactive astrocytes contribute to spread of edema through connexin gap junctions after juvenile moderate TBI; and that (2) astrocytopathy also develops after juvenile mild TBI with calcium changes that could contribute to (3) impaired vascular reactivity, all of which impacts the behavioral outcome after injury.We have shown that:(1) Reducing astrocytopathy by downregulating the gap junction protein connexin 43 improved the behavioral outcome after juvenile moderate TBI, but did not impact the spread of edema.(2) Astrocytes became reactive and underwent morphological changes after juvenile mild TBI with disturbances in purinergic-calcium signaling related to expression changes of the water channel aquaporin 4 (AQP4).(3) Major vascular dysfunction developed after juvenile mild TBI with functional and morphological changes of the intraparenchymal vessels that paralleled behavioral impairments and preceded axonal damage after injury.This work brings new insights in the pathophysiology of juvenile TBI and opens prospects for developing therapeutics targeting astrocytopathy after injury.

Les perspectives d'évolution des techniques chirurgicales sont de plus en plus demandeuses de modèles permettant de prédire déplacements et contraintes au sein des tissus. De tels modèles permettent par exemple de mieux focaliser un traitement sur une zone de tissu affectée par une pathologie. L'un des principaux obstacles posés par la plupart des modèles existants adaptés à la description du comportement mécanique des tissus vivants concerne la difficulté de mesure de leurs paramètres. Il en résulte une difficulté à les déterminer, ainsi qu'à comprendre leur influence. L'adoption d'une modélisation multiéchelles permet d'apporter une réponse satisfaisante à ce problème. En effet, elle autorise la prise en compte et lacombinaison de phénomènes simples qui ont lieu à différentes échelles, et fait ainsi intervenir des paramètres physiques et mesurables. Dans l'étude proposée, nous nous focalisons sur le comportement mécanique des parois des veines en pont, qui peuvent parvenir à rupture lors d'un choc appliqué à la tête. Nous proposons pour commencer des observations par microscopie optique, microtomographie X et microscopie confocale biphotonique visant à caractériser la structure de la paroi vasculaire à différentes échelles. Un essai mécanique est combiné à l'une des observations. Nous proposons ensuite une nouvelle modélisation multiéchelles du comportement mécanique de cette paroi vasculaire. Cette modélisation combine des modèles simples à trois échelles et reproduit ainsi le comportement mécanique global de la paroi vasculaire. Pour finir, le modèle est intégré à une modélisation par éléments finis afin de permettre l'étude de géométries complexes. / Modeling the mechanical behavior of living tissues gets nowadays more and more importance. Indeed, mechanical models can be integrated within assisted surgery devices to help for example the surgeon to better focus on an area affected by pathology.One of the main drawbacks of existing numerical models for the mechanical behavior of living tissues concerns the difficulty to measure their parameters, which makes their determination difficult. Adopting a multiscale modeling approach seems to be an answer to this issue. It allows taking into account the global complexity of the behavior by considering simple phenomena that occur at each scale. By this way, the parameters of the model deal with physical characteristics and remain measurable.In the present study, we focus on the mechanical behavior of bridging vein walls. These veins can break when the head is submitted to a shock loading. We start by some experimental observations using optical microscopy, X-ray microtomography and multiphoton confocal microscopy. These observations allow getting a detailed knowledge about the vein wall constitution. Additionally a mechanical tensile test is combined with one of these observations. Then we propose a new multiscale approach for the description of the mechanical behavior of vessel walls. It combines simple models associated with three scales and describes in this way the overall mechanical behavior of the vein wall. The evolution of the material structure at different scales is taken into account and contributes to the global hyperelastic mechanical behavior of the tissue. Finally, our model is implemented in a finite element code in order to study complex geometries.